摘要：基于铝合金的特性，结合一汽-大众的奥迪铝件车身生产工艺特点，对铝件车身的质量控制进行研究，包括铝板的入口检验和仓储、冲压、水洗钝化、焊装、油漆工艺的过程控制及产品质量检验等。详细介绍了铝件新型连接的缺陷判定及返修方法，总结了现有铝件质量控制的难点，探讨了无损探伤和光学测量等解决途径。
关键词：铝件；车身；质量控制
1前言
汽车车身轻量化是一个系统工程。实现汽车车身轻量化有两个途径：一是选用轻质高强度的新材料；二是依据新材料特点，设计更合理的车身结构，使零部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及对车身零部件进行结构和工艺改进等。这两种途径相辅相成，只有采取材料替换与结构改进相结合的方法，才能在保证车身强度、刚度、模态、疲劳、碰撞安全性、抗振抗冲击性能满足设计与使用要求的前提下，最大限度地减轻汽车整体质量。
铝合金是一种具备多种优良性能的轻质材料，因而成为汽车轻量化的首选材料。铝车身基本形式是由多种复杂断面的铝合金挤压型材构成空间框架，压铸铝件作为空间框架节点的联接，车身覆盖件由铝合金板冲压加工制造，部分承重覆盖件的加强板也采用挤压铝型材，覆盖件与框架的连接通过冲压铆钉铆接完成，形成结构性很强的整体。
铝车身制造技术是节能汽车的关键技术，也在国家科技重大专项提出的十大关键技术之一“轻合金材料制造技术”范畴之内，它的实施对我国迈入汽车强国有重大意义，并兼顾了节能环保和汽车工业可持续发展的需求。
2铝板的质量控制
一种新技术的诞生，必然引起相应环节的变化。铝件车身技术的应用给车身质量控制提出挑战，只有应用与铝件车身技术相适应的质量控制方法，才能保证车身质量，从而实现铝件应用的目的。一汽-大众国产的奥迪车型中，AudiA6车型的4个车门、AudiQ5和AudiQ3的发动机罩盖、行李箱盖都是铝件。结合一汽-大众的奥迪铝件车身生产工艺，对比传统钢车身生产工艺和控制方法，阐述铝件车身的质量控制方法。
铝件车身生产工艺包括冲压→铝件单件酸洗钝化→焊装→涂装。铝件车身的质量控制从铝板开始。
一汽-大众奥迪车型的铝材主要选用6000系Al-Si-Mg热处理铝合金。
6000系Al-Si-Mg热处理铝合金的过饱和铝基固溶体具有时效强化特性，即在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间的延长而增高，但塑性降低。因此要求铝材必须在热处理后6个月内完成加工，以免材料微观组织变化而引起加工性能的变化。6000系Al-Si-Mg合金在185℃下加热20min后，屈服强度有较明显的提高，一般在70MPa以上，呈现出烘烤硬化现象。
2.1入口检验
根据材料供货技术条件协议，铝板入口时需分别检验铝板的几何尺寸、表面质量、机械性能和化学成分。检验铝板的几何尺寸包括检验卷宽和板材的厚度。铝板表面涂抹干性润滑剂，润滑层要求在0.7~1.5g/m2之间，表面粗糙度Ra满足（1.0±0.3）μm并且RPc≥40cm-1。对于内板板材，表面不允许有影响使用的缺陷；对于外板板材，不得有任何缺陷，因为不能影响油漆后的外观质量。外板板材的另一面必须达到内板的表面质量要求。检验铝板的机械性能采用欧洲标准EN10002中L=80规格的拉伸试样，取样时垂直于轧制方向，检验在交货状态T4和加工后状态T64（预拉伸总伸长率达到2%并保持185℃加热20min）这两种情况下的屈服强度、抗拉强度和A80伸长率。检验铝板的化学成分参照标准编号所列的成分含量。
2.2仓储
铝板应采用塑料膜密封包装，并用木托做底。铝板垛不得叠加得过高，保持在4~6层为好。仓储温度在5~40℃，温度过低会造成表面润滑剂的变化，温度过高会使材料发生时效强化。
3铝板冲压工艺的质量控制
铝板冲压工艺与钢板基本相同，包括开卷落料、拉延、修边、冲孔和整形等工序。
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铝具有密度小、耐腐蚀等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。但铝合金板材表面硬度低，易造成划伤等表面缺陷；再者铝合金的弹性模量小，冲压成型反弹性大，深冲压性能较差，伸长率小，易形成裂纹。
3.1冲压工艺特点
开卷落料线无需清洗铝料。铝料片板为真空吸附传送，卷料落料后以料垛形式存放。
铝板无磁性，拆垛用压缩空气吹起分层代替磁力分层。铝板表面润滑剂是干性的，是随来料一起提供的。为避免铝件表面刮伤或压痕，冲压铝板前要彻底清擦生产线与零件接触的部位。铝板由于厚度大、伸长率低，冲程次数较钢板低1~2次/min；铝板n值（加工硬化指数）大，拉延、翻边工序中回弹大，工序件与模具服帖性差；铝板r值（塑性应变比）小、屈强比大、伸长率低，成形性能差，必要时添加液体拉延油以避免零件裂纹；铝板剪切性差，修边时易产生铝屑，造成模具垫料屑严重，每生产300~500件需清擦1次模具，每批次生产前需彻底清洁模具。
3.2冲压过程控制
生产过程中冲压件检查的标准是极限样件；极限样件是由质保部门制做的允许生产的最低标准的实物样件。生产过程中的检查分为首检、专检、抽检和末检。
a.首检，对外板件前3件、对内板件第1件停线3~5min做首检；
b.专检，分区域对制件进行线上100%专检；
c.抽检，每200件抽1件进行100%砂网、砂纸打磨检查；
d.末检，每批次生产结束时对尾件进行100%打磨检查，再将末检件保存好，作为下批次生产参照。
专检的质检工具为圆形砂网，一次性检查面积大，效率高。抽检使用细砂纸（细砂纸粘贴在木棒上做成油石状）或铝件专用油石。所有铝件和钢件工具要求分开使用。
首件质量优于或等同于极限样件是能否开始生产的先决条件。若首件劣于样件水平，则需优化到极限样件的状态才可批量生产。如不能在短时间内优化到极限样件程度，可通过油漆实验判定是否影响整车外观质量及影响程度，来决定能否继续生产或批量放行。在生产过程中，垫废料引起的坑包和拉延缩颈、裂纹是检查的重点关注项。
3.3冲压单件的产品检验
冲压件的产品检验包括冲压件奥迪特评价和尺寸测量。
依据德国大众集团整车生产的产品审核标准实施冲压件奥迪特评价，即每1生产批次评价1次，包括冲压件的表面缺陷、可见的材料缺陷及明显的尺寸缺陷等。奥迪特评价采用目视、手感和检查工具的评价方式。检查工具包括铝件专用油石、细砂纸、刀口尺和游标卡尺。奥迪特评价的缺陷根据其严重程度和在整车中所处的位置，分为A类缺陷、B类缺陷和C类缺陷。A、B类缺陷不允许存在，C类缺陷参照极限样件进行处理。
尺寸测量采用三坐标测量机测量零件的定位点、孔位、形面、轮廓等。测量点分为功能点和制造监控点，功能点尺寸必须在公差范围的75%以内；制造监控点尺寸要求在公差范围内。根据尺寸的稳定性，确定测量频次，一般模具发生变化即需要做测量验证；在稳定生产时，一般7~8批次测量1次。
根据冲压件奥迪特评价报告中出的缺陷的严重程度和单件测量报告中给出的超差点程度，优化改进模具，调整设备参数，满足产品质量要求。
4结束语
铝件车身是中、高级轿车车身轻量化的一种尝试和应用。铝件车身的工艺特点决定铝件车身的质量控制越来越依赖检测仪器，未来将有更多无损探伤、光学测量等现代检测技术运用到高品质铝件汽车的质量控制中。
参考文献：
[1]陈长年.轻量化材料车身关键制造技术[J].数字工厂/制造，2011（10）
[2]高勇 谢添 张海滨.机械连接技术在白车身轻量化中的应用[J].汽车工艺师，2017（04）
论文作者:苏坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：车身论文; 铝板论文; 样件论文; 奥迪论文; 质量控制论文; 缺陷论文; 铝合金论文; 《基层建设》2018年第11期论文;